Углерод хромоникелевых сплавах

Концентрационная зависимость энергии д.у. от содержания углерода, полученная для марганцовистого аустенита при комнатной температуре, также характеризуется кривой с минимумом (см. рис. 23) [101]. Такой ход кривой согласуется с изменением фазового состава марганцовистого аустенита с увеличением содержания углерода в нем в первую очередь уменьшается количество а-фазы, затем е-фазы и наконец, наблюдаются лишь отдельные д. у., степень расщепления которых по мере повышения содержания углерода уменьшается. Последнему структурному состоянию соответствуют высокие значения энергии д. у. Чистые по углероду хромоникелевые сплавы также имеют более низкую энергию д. у. аустенита [ИЗ] по сравнению с углеродистыми сплавами этой системы. [c.68]

При избытке углерода и в присутствии карбидообразующих элементов в стали и наличии высокой температуры может протекать процесс науглероживания поверхностного слоя металла и поглощения серы с образованием тех или иных карбидов. Установлено, что при нагреве сталей с различным содержанием хрома или хромоникелевых сплавов в этих смесях в зависимости от температуры наблюдается более или менее сильное науглероживание, сопровождающееся образованием карбидов хрома. [c.224]

Окалина на хромоникелевых сплавах с присадками железа или кремния (2%), образовавшаяся в среде сгоревшего светильного газа при 900—1000° С, состоит главным образом из окиси хрома с небольшим количеством закиси никеля. Из газов, используемых для науглероживания богатых хромом и никелем сталей, поглощается углерод, что приводит к образованию карбидов хрома по границам зерен. Легко окисляемые карбиды способствуют глубокому окислению по границам зерен. Присадка 2% кремния или 2% титана предотвращает поглощение углерода и склонность к окислению [68а]. Незначительные присадки алюминия (0,1 —0,296 %) к инконелю улучшают его стойкость против науглероживания [686]. [c.367]

Склонность хромоникелевых сплавов к межкристаллитной коррозии проявляется при длительном нагреве или повторном нагреве закаленной стали в интервале 500—800 °С > Устранить этот недостаток, как и в случае хромистых сталей, можно, понижая содержание углерода до 0,020% введением присадок титана или ниобия, а также термической обработкой полуфабрикатов или готовых изделий с последующей (при возможности) закалкой на аустенит при 1000—1100°С. [c.26]

Работами ряда исследователей было показано, что при высоких температурах в углеродсодержащих атмосферах наряду с окислением происходит интенсивное науглероживание многих хромоникелевых сталей и сплавов [19]. С увеличением степени науглероживания жаростойкость хромоникелевых сплавов снижается. Это объясняется тем, что углерод связывает хром в карбиды и обедняет хромом твердый раствор. Кроме того, при высокой температуре углерод восстанавливает оксиды металлов с образованием газообразного оксида углерода, который, улетучиваясь, разрыхляет оксидную пленку [4]. При науглероживании увеличиваются хрупкость, чувствительность к термическим напряжениям, склонность к короблению [20], снижаются прочностные и пластические свойства сплавов. [c.26]

Содержание бора и кремния в хромоникелевых сплавах ограничено несколькими процентами (концентрация их изменяется от 1,5 до 4,5 %), поскольку увеличение содержания этих компонентов заметно снижает пластические свойства сплавов. Такого содержания бора и кремния, однако, достаточно, чтобы значительно понизить температуру плавления сплавов. Структура покрытия сложна и обычно состоит из твердого раствора на основе никеля, многокомпонентной эвтектики боридов, карбидов и силицидов. Износостойкость покрытий в значительной степени определяется характером микроструктуры. Твердость хромоникелевых сплавов зависит главным образом от содержания углерода и бора и колеблется от [c.235]

Применение стойких к КР материалов. Установлено, что пол ная невосприимчивость аустенитных коррозионно-стойких сталей к КР в растворах хлоридов достигается при содержании 40—50 % никеля в сплаве. Ранее уже рассматривалось влияние легирующих компонентов на стойкость против КР в различных средах. Необходимо отметить, что в последнее время большое значение придается получению сплавов повышенной частоты (например, методом вакуумной плавки). Снижение при этом содержания азота (до 0,008 %) и углерода (до 0,01 %) в хромоникелевых сталях повышает их стойкость против КР. [c.76]

Жидкий металл и особенно примеси, содержащиеся в нем, могут повлиять на механические свойства металла емкости путем растворения и диффузии в твердый металл стенки с образованием новой фазы. Известно, например, что натрий диффундирует в медь при 1000° С с образованием новой фазы и вызывает охрупчивание ее. Интерметаллиды образуются и при длительной выдержке ванадия в жидком свинце и его сплавах при 1000° С [94]. Перенос углерода металлическим натрием часто вызывает науглероживание (цементацию), опасное для хромоникелевых сталей. [c.301]

Рис. 280. Влияние углерода на изменение электродного потенциала железохромистых сплавов с 13 — 15% Сг (а) и хромоникелевых сталей типа 18-8 (б) в нормальном растворе сульфатного железа в присутствии перекиси водорода и воздуха

Эффективность образования аустенитной или ферритной структуры под действием легирующих элементов сплава определяется следующими положениями. Увеличение содержания хрома, титана, кремния, алюминия и молибдена способствует образованию ферритной фазы, а увеличение содержания никеля, марганца, углерода и азота расширяет область существования аустенита и повышает его устойчивость. Поэтому для получения стали с неустойчивым аустенитом необходимо учитывать влияние каждого элемента, входящего в ее состав. Решение этой задачи требует проведения большой экспериментальной работы, вследствие чего в настоящее время разработано очень мало марок сталей с высокой сопротивляемостью гидроэрозии. В хромоникелевых сталях при длительном нагреве до температур 700—900° С или медленном охлаждении от 900—950° С образуется интерметаллид-ная о-фаза. Эта составляющая выделяется преимущественно по границам зерен, сообщая этим сталям исключительно высокую хрупкость и снижая их эрозионную стойкость. Однако а-фаза может вызвать и повышение сопротивляемости микроударному разрушению, если она имеет высокую степень дисперсности. В последнее время установлено, что а-фаза образуется почти во всех хромоникелевых аустенитных сталях, в том числе с присадкой молибдена и других легирующих элементов. При аусте-низации хромоникелевые стали нагревали до более высоких температур (1000—1050° С), при которых хрупкая а-фаза растворяется. [c.208]

Железоникелевые сплавы со стареющим мартенситом по своим структурным особенностям приближаются к хромоникелевым сталям переходного класса. Эти сплавы приобретают высокую прочность после мартенситного превращения (у М) и последующего старения, протекающего в мартенситной фазе. По химическому составу они отличаются очень низким содержанием углерода (менее 0,03), кремния и марганца (менее 0,20% каждого). Содержание серы и фосфора в сплаве не должно превышать 0,01 % для каждого из этих элементов. [c.226]

В аустенитных хромоникелевых сталях 18-8, аналогично молибденовым сплавам с таким же содержанием углерода, высокое [c.66]

Аустенитом называется твердый раствор внедрения углерода в -железе. Атомы железа в аустените находятся по углам элементарного куба и в центре каждой его грани (фиг. 22,6), а углерод располагается в центре куба. Аустенит при 1130° растворяет до 2%С, а при 723° до 0,8%С. В чистых сплавах железа с углеродом и в простых углеродистых сталях аустенит устойчив только при высоких температурах. Микроструктура его состоит из характерных однородных зерен с двойниками (фиг. 40, д). Зернистая структура аустенита была впервые обнаружена в 1909 г. А. А. Байковым, применившим оригинальный метод травления микрошлифов хлором в вакууме при высоких температурах. В сталях с содержанием около 2%С или с высоким содержанием специальных элементов, например, хромоникелевых и марганцовистых, аустенит можно получить и исследовать при обыкновенных температурах. [c.76]

Влияние титана и ниобия. Как уже отмечалось, хромоникелевые нержавеющие стали после пребывания в области повышенных температур проявляют часто склонность к межкристаллитной коррозии. Теоретически это явление объясняется тем, что углерод, переходящий интенсивно в твердый раствор при высоких температурах, при охлаждении до комнатной температуры пресыщает твердый раствор. При последующем нагреве на 500—850° углерод выпадает из раствора в форме карбидов хрома, которые располагаются по границам аустенитных зерен. Выделение карбидов хрома, содержащих 70—90% Сг по границам зерен, вызывает обеднение хромом прилегающих пограничных участков зерна до концентрации ниже той, которая обеспечивает нормальное сопротивление коррозии. Следовательно, если углерод не будет выделяться из твердого раствора в виде карбидов хрома и пограничные участки зерен не будут обедняться хромом, сплав не будет проявлять склонности к межкристаллитной коррозии. Введение в аустенитную нержавеющую сталь таких элементов, как титан и ниобий, которые при соответствующих температурных условиях образуют с углеродом карбиды (Т1С, КЬС), более устойчивые, чем хром, позволяет связать имеющийся в стали углерод и предотвратить образование карбидов хрома. Это делает сталь нечувствительной к межкристаллитной коррозии под воздействием так называемых критических температур. [c.12]

О применении органосиликатных материалов в качестве изоляции термоэлектродных проводов микротермопар сообщалось ранее [1]. При толщине слоя покрытия 15—25 мк органосиликатные материалы П-2, П-4 и другие позволяли изолировать термоэлектродные провода микротермопар для службы при температурах до 1000° С [2]. Такие покрытия обладали высокой механической прочностью, эластичностью и высокими электроизоляционными свойствами (см. таблицу). Отмечалось, что покрытия из органосиликатного материала П-4 целесообразно применять для проводов из хромоникелевых сплавов в комбинации с покрытиями из алунда. Комбинированное покрытие наносилось на термо-электродные провода микротермопар длиной 6- -10 м при малом (менее 1 мм) поперечном сечении защитного чехла для ядерных реакторов. Изготовленные микротермопары обладали хорошей стабильностью показаний в широком интервале температур в различных средах (воздух, азот, воздух и углерод, вода, жидкие металлы и другие). [c.275]

Стеллиты — литые сплавы кобальта, хрома, вольфрама, никеля и углерода. Стеллитоподобные (сормайт № 1 и 2) — хромоникелевые сплавы на железной основе, по свойствам и структуре близкие к стеллитам, но имеющие иной химический состав. [c.182]

Хромон икелевые аплавленные стали содержали от 12 до 16 /о хрома, от I до 14% никеля и около 0,1% углерода. Исходная структура и эрозионная стойкость исследованных сплавов приведены в табл. 14. Как видно из этих данных, для наплавленного металла справедлива та же зависимость эрозионной стойкости от природы сплава и его исходной структуры, что и для нержавеющих сталей (см. табл. 13). Наибольшей эрозионной стойкостью обладают аплавленные хромоникелевые сплавы с мартенситной структурой, а также мартенситно-аусте-нитные со структурой метастабильного аустенита. [c.84]

Хрупкая составляющая (а-фаза) обладает ограниченной растворимостью в а- и Y-твердых растворах и выделяется в хромоникелевых сплавах при длительном нагреве или медленном охлаждении при температурах ниже 900—950 С. В ряде случаев эта составляющая выделяется преимущественно по границам зерен, сообщая сплавам исключительную хрупкость. Бейн и Грифите [188] нашли эту составляющую в очень чистых хромоникелевых сплавах, содержание углерода в которых не превышало 0,002%. Появление хрупкой составляющей в хромоникелевых сплавах нельзя отнести к выделению карбидов по границам зерен и в самих зернах, так как при указанном содержании углерода карбиды почти полностью находятся в твердом растворе. [c.232]

Склонность хромоникелевых сплавов к межкристал-литной коррозии проявляется при длительном нагревании или отпуске (повторном нагревании) закаленной стали в интервале температур 500—800 °С, особенно при 600—650 °С (см. рис. 1.3). Максимальная межкристал-литная коррозия для стали типа 18—8 при содержании 0,08% углерода ooTBeT TsiyeT 100-часрвой выдержке при 650 °С [5, с. 165]. Межкристаллитная коррозия аустенит-.ных коррозионностойких сталей является функцией размера зерна. По данным В. Л. Чигал [6] по мере увеличения размера зерен возрастает плотность карбидов хрома на поверхности их раздела и коррозионная стойкость стали уменьшается. [c.101]

Всем этим требованиям в достаточной степени удовлетворяют малоуглеродистая сталь, среднеуглеродистая сталь с содержанием углерода до 0,7% и некоторые сорта лепированяых сталей, например, хромистые стали при содержании хрома не более 2—3% стали, содержащие до 20—2Ъ% никеля и 0,5% углерода хромоникелевые стали, содержащие xipoM и никель в небольших количествах молибденовые стали с содержанием молибдена до 1 — 1,5% и др. При содержании углерода 2,2% температура воспламенения в кислороде равна температуре плавления сплава. Стали с содержанием углерода 1—1,2% можно подвергать газовой резке только с предварительным подогревом до температуры 650—700°. [c.346]

Хромоникелевые сплавы Х20Н80 и X15Н60 являются менее стойкими в цементационной атмосфере, чем сплавы Ре—Сг—А1. Эти сплавы поглощают углерод и газы и окисляются на большую глубину. Межкристаллитной коррозии они не подвержены. Кинетика окисления этих сплавов в цементационной атмосфере приведена на фиг. 53. [c.93]

Титан и ниобий — это карбидообразующие элементы. При введении их хромоникелевые сплавы образуются карбиды (Т1С, N 0) более устойчивые, чем карбиды хрома, так как они вступают в реакцию с углеродом более интенсивио, чем хром. По этой причине они предотвращают образование карбидов хрома и способствуют образованию ферритной структуры в стали. Наличие титана нли ниобия в хромоникелевой стали делает ее нечувствительной к межкристаллитной коррозии. [c.96]

Карбюризатор (графит, технический углерод, нефтяной кокс) вводят в суспензиьэ второго и третьего слоев для создания восстановительной атмосферы или предупреждения (збезуглероживания жаропрочных отливок из хромоникелевых и титановых сплавов, карбюризатор добавляют в количестве 2 - 3% (по массе). [c.215]

Высоколегированные стали по их структуре можно отнести к трем основным группам — мартенситным, ферритным и аустенитным — с рядом переходных типов, а по составу — к хромистым, хромоникелевым и хромомарганцевым. Несмотря на то что хром, никель, марганец и другие элементы содержатся в нерл<авеющих сталях в значительных количествах, при рассмотрении влияния легирующих добавок исходят прежде всего из основного сплава железа с углеродом. [c.94]

Изучение стойкости хромистых и хромоникелевых сталей против науглерох<л-вания, что имеет место при цементации в восстановительных средах с углеводородами, позволило установить полезное действие более высоких содержаний никеля и кремния, Поэтому в оборудовании, используемом для проведения цементации при помощи углерода, итироко применяют хромоникелевые стали с 25% Сг, 20% Ni и 2% Si, или с 15% Сг и 35% Ni, или ферронихромы с 15% Сг и 65% Ni. Эти стали используют как в виде отливок, так и проката (листы, прутки, поковки), соединяемого сваркой. Литые цементационные ящики чаще всего изготовляют из сплавов с 15% Сг и 35 или 65% Ni. [c.225]

Основу сталей с карбидным упрочне-мем составляет хромоникелевый ау стенит, содержащий 0,25—0,5 % С. В ряде сплавов дефицитный никель частично заменяют менее дефицитным марганцем. Присутствие марганца наряду с никелем способствует повышению жаропрочности сталей. Карбидообразующие элементы V, Nb, W, Мо связывают часть углерода в специальные карбиды, что приводит к заметному повышению жаропрочности. [c.424]

Подтверждением такого механизма процесса является четкая зависимость скорости обезуглероживания от измельчения реагентов и практическое отсутствие такой зависимости от давления прессования брикетов, т. е. от степени контакта окислителя с карбидом. Однако в заключительной стадии процесса при очень малых значениях рсо и Рсо, кинетические возможности его настолько ограничены, что дальнейшее течение процесса может осуществляться лишь при непосредственном взаимодействии оксида и углерода, т. е. скорость обезуглероживания на последней стадии зависит лишь от скорости диффузии реагентов. Вследствие очень малых скоростей диффузионных процессов взаимодействие углерода с окислителем практически прекращается еще до достижения равновесия, поэтому для получения сплава с заданным содержанием углерода (<0,02 %) необходимо вводить в брикет до 2 % избыточных оксидов, что неизбежно вызывает загрязнение феррохрома неметаллическими включениями. Загрязненность получаемого феррохрома в значительной степени зависит от рода применяемого окислителя. При использовании руд или концентратов сплав будет загрязняться как избытком восстановителя, так и оксидами пустой породы (MgO, AI2O3, СаО и др.), которые в условиях процесса не могут восстанавливаться. При использовании кремнезема образуются силициды хрома и содержание кремния в сплаве повышается до 5—8 %, что недопустимо при выплавке сталей многих марок, хотя за рубежом такой феррохром и производится в значительных количествах. Ввиду высокой стоимости не нашли широкого применения оксиды никеля и хрома. Кроме того, использование оксида никеля суживает область применения сплава только выплавкой хромоникелевых сталей. Трудности были устранены в результате использования окисленного углеродистого феррохрома. [c.243]

Жаростойкие стали применяются в оборудовании по переработке нефти (печи для нагрева сырой нефти, промежуточных продуктов каталитического дегидрирования или установки изомеризации, обессеривания и получения водорода, в нефтехимии) и для высокотемпературных химических производств. Получение этилена из насыщенных низших углеводородов требует температур от 650° до 800° С, а для производства его из тяжелых углеводородов путем разложения их перегретым паром (930° С) необходима температура 670° С. Получение водорода из насыщенных углеводородов или из природного газа путем каталитического разложения водяным паром протекает при температуре между 750° и 980° С. Для этих температур применяются хромоникелевые стали 25-12, а для еще более высоких (до 1000° С)—стали 25-20. Иногда наблюдаются повреждения от выделений о-фазы, происходящих в пределах 600°—780° С. Так как образование этой фазы устраняется благодаря добавкам никеля, марганца, азота и углерода, то литейные сплавы (например 25—20) с повышенным содержанием углерода менее подвержены коррозии. Прокатные стали с содержанием никеля 25% нечувствительны также и в области температуры обра зования о-фазы. Присутствие кремния (2,5%) в хромоникелевой стали 25-20 (AISI 314) благоприятствует образованию о-фазы (по сравнению со сталью AISI310, не содержащей кремния), и в области ускоренного ее образования (700—780° С) ведет к повреждениям, которые не наблюдаются при высоких рабочих температурах [470]. [c.172]

MOM, кремнием, алюминием, цинком, марганцем, а также наносить комплексные покрытия при испарении металлической лигатуры или сплавов. Детально разработана и нашла промышленное применение технология вакуумного неконтактного хромирования. Испарение кускового хрома проводят при температуре 1400 °С и неглубоком динамическом вакууме (—10 —10 мм рт. ст.) в течение нескольких часов. Диффузионный слой толщиной до нескольких миллиметров отличается высокой пластичностью (может подвергаться холодной и горячей деформации без разрушения) вследствие большой чистоты по углероду, сере, газам и неметаллическим включениям. Это позволяет получать горячекатаный и холоднокатаный стальной прокат из предварительно хромированной заготовки. Углеродисгая и низколегированная сталь с вакуумдиффузионным хромовым покрытием, как показали производственные испытания, не уступает по коррозионной стойкости и гидростойкости высоколегированным хромоникелевым сталям и может найти самое широкое применение в различных отраслях промышленности [14, с. 134 22, с. 158]. [c.82]

Проточную часть насоса изготовляют из нержавеющей хромоникелевой стали 18-8-3 или из специального сплава А огШ е , разработанного фирмой Вортингтон . Этот сплав содержит свыше 50% легирующих элементов хрома — 20%, никеля — 24%, молибдена — 3%, кремния — 3,25%, меди — 1,75%, марганца — 0,6%, углерода — не более 0,07%. Коррозионностойкие свойства этого материала, по данным фирмы, значительно превосходят качество стандартной аустенитной стали, особенно при работе с серкой кислотой. [c.40]

Легированные стали и сплавы на железной основе с особыми свойствами содержат в своем составе большое количество легирующие компоненты, сочетание которых придает сталям жаропрочность, антикоррозийность, большое электрическое сопротивление и другие ценные свойства. Так, например, сталь марки 1Х18Н9Т — хромоникелевая нержавеющая сталь с содержанием около 0,1% углерода, 18% хрома, 9% никеля, около 1% гитана отличается высокой кислотоупорностью и применяется для изготовления аппаратов на заводах химического машиностроения марганцовистая сталь марки Г13, называемая сталью Гадфильда, содержащая от 11 до 14% марганца, хорошо работает на истирание и применяется для изготовления зубьев ковшей экскаваторов и железнодорожных стрелок.. [c.16]

По химическому составу металлы, применяемые в электропече-строении, делятся на простые углеродистые и легированные стали и сплавы. Углеродистые стали имеют высокие технологические свойства высокую пластичность и хорошую свариваемость при содержании углерода не более 0,25 %. К легированным относятся хромистые, хромомарганцевые стали и хромоникелевые стали и сплавы. Эти материалы применяются при температурах от 450 до 1200 °С. [c.68]

Влияние температуры. Из псевдобинарной диаграммы для хромоникелевых аустенитных сталей с различным содержанием углерода (см. рис. 1) следует, что аустенитное состояние этих сталей устойчиво лишь выше определенной для данного сплава тем1пературы. Ниже этой температуры сплав [c.16]

Термическая обработка. Термическая обработка нержавеющих аустенитных сталей состоит обычно либо в закалке, либо в стабилизирующе(м отжиге. Закалка стали производится для повышения ее пластических свойств и сопротивления межкристаллитной коррозии. Стабилизирующий отжиг (850—900°) имеет целью только повышение сопротивления межкристаллитной коррозии. Температура нагре ва под закалку аустенитных хромоникелевых сталей обусловливается главным образом двумя факторами — содержание1М в стали углерода и величиной зерна аустенита. Как следует из диаграммы состояния Fe — Сг—Ni сплавов (см. рис. 1), чем выше содержание углерода, тем выше должна быть температура закалки. С другой стороны, чем больше величина зерна аустенита, полученная в результате термообработки, тем ниже стойкость стали против межкристаллитной коррозии и хуже ее пластические свойства и ударная вязкость. [c.21]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...